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Title:
ELECTRIC PARKING BRAKE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/050111
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric parking brake system (1) for vehicles, comprising a first activating element (2) which is coupled with a control device (3), said control device (3) being coupled with at least one actuator (4) for activating a wheel brake. The inventive electric parking brake system (1) remains functional even if the control device (3) is defective or ceases to function since it is provided with at least one additional activating element (12).

Inventors:
KANT BERNHARD (DE)
SKOTZEK PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/002095
Publication Date:
October 07, 1999
Filing Date:
March 26, 1999
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
KANT BERNHARD (DE)
SKOTZEK PETER (DE)
International Classes:
B60T7/02; B60T7/10; B60T13/74; (IPC1-7): B60T7/10; B60T13/74
Foreign References:
US4561527A1985-12-31
EP0729871A11996-09-04
DE19744356C11999-01-07
US4660696A1987-04-28
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt am Main, DE)
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt am Main, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrische Feststellbremsanlage (1) für Kraftfahrzeuge mit einem ersten Betätigungselement (2), welches mit einer Steuereinrichtung (3) gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung (3) mit wenigstens einem Aktor (4) zur Betätigung einer Radbremse gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, da8 die elektrische Feststellbremsanla ge (1) wenigstens ein weiteres Betätigungselement (12) aufweist.
2. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Betätigungsele ment (12) eine zwischen der elektrischen Energieversor gungseinheit des Bordnetzes, insbesondere Fahrzeugbat terie, und dem wenigstens einen Aktor (4) angeordnete Schalteinrichtung ist.
3. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Schalteinrichtung eine zweipolige Umschalteinrichtung ist.
4. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Betätigungselement (12) eine Strombegren zungseinrichtung aufweist.
5. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da8 das weitere Betätigungselement (12) eine, insbesondere zeitgesteuerte, Abschalteinrichtung aufweist.
6. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da$ die Steuereinrichtung (3) mit einer vom Bordnetz unab hängigen zweiten Energieversorgungseinrichtung, insbe sondere Hilfsbatterie (10), gekoppelt ist.
7. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Betätigungselement mit einer vom Bordnetz unabhängigen zweiten Energieversorgungseinrichtung, insbesondere Hilfsbatterie (10), gekoppelt ist.
8. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zwi schen der Steuereinrichtung (3) und dem wenigstens ei nen Aktor (4) verbundenen ersten Sicherungselement (15).
9. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenig stens ein weiteres Sicherungselement (16), das zwischen dem wenigstens einen weiteren Betätigungselement (12) und dem wenigstens einen Aktor (4) verbunden ist.
10. Elektrische Feststellbremsanlage (1) nach Anspruch 8 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daB die Sicherungsele mente (15,16) selbstrückstellend sind.
Description:
Elektrische Feststellbremsanlage Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Fest- stellbremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gemäß dem Stand der Technik werden Feststellbremsen für Kraftfahrzeuge üblicherweise mechanisch bedient. Diese me- chanisch betätigten Feststellbremsen funktionieren unabhän- gig von der elektrischen Energieversorgung des Kraftfahr- zeuges. Mechanisch betätigte Feststellbremsen erfordern ei- nen relativ großen mechanischen Aufwand, wie z. B. einen Seilzug vom Handbremshebel zu den betätigten Bremsen, zu- sätzliche innenliegende Bremsbacken bei Verwendung von Topfhandbemsen usw.. In der Entwicklung befinden sich der- zeit elektrisch betätigte Feststellbremsen (EPB = Electric Parking Brake). Diese sind in der Lage, den mechanischen Aufwand für die Feststellbremse zu verringern und weiterhin den Montageaufwand für das Fahrzeug am Band zu reduzieren.

Eine elektrische Feststellbremse kann komplett vom System- lieferanten an die Produktionslinie des Automobilherstel- lers geliefert werden und muß nur montiert, aber nicht auf- wendig eingestellt werden. Weiterhin erhöhen elektrisch be- tätigte Feststellbremsen den Bedienungskomfort eines Kraft- fahrzeuges, erweitern die Möglichkeiten bei der Achskon- struktion und erschließen neue Zusatzfunktionen für die Fahrzeugsteuerung, insbesondere die koordinierte Regelung und Steuerung der Bremsfunktion. Uberdies kann der durch den Wegfall eines Betätigungshebels entstehende Bauraum im Fahrgastinnenraum vom Fahrzeughersteller für andere Austat- tungsmerkmale genutzt werden.

Ein Nachteil von elektrisch betätigten Feststellbremsen be- steht jedoch darin, daß diese von der Energieversorgung im Kraftfahrzeug und von der Funktionsfähigkeit der Steuerein- richtung abhängig sind. Fällt diese Energieversorgung oder die Steuereinrichtung aus, so ist auch die Funktion der Feststellbremse nicht mehr gewährleistet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und insbesondere eine elektrische Feststellbremse für Kraft- fahrzeuge zu schaffen, die auch bei einer defekten oder ausgefallenen Steuereinrichtung bzw. Ubertragungseinrich- tung betriebsfähig ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer elektrischen Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge der eingangs ge- nannten Art durch Kombination der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht in der Umgehung der ersten Betätigungseinrichtung (für die Feststellbremsfunktion) und großer Teile der Über- tragungseinrichtung mit einer weiteren Betätigungseinrich- tung, um mindestens einen Aktor für die Radbremse (direkt) aus dem Bordnetz mit Energie zu versorgen.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße elektrische Feststellbremsanlage die gesetzlichen Zulassungsbestimmungen für Kraftfahrzeuge (ECE R13.09) erfüllt, ohne das Vorsehen einer mechanischen Not- betätigungseinrichtung erforderlich zu machen. Bei einem Totalausfall der elektrischen Steuereinrichtung (ECU = Electronic Control Unit) kann die weitere Betätigungsein- richtung die Bremse als Noteinrichtung zumindest zuspannen.

Die Verfügbarkeit der elektrischen Feststellbremse ist da- durch erhöht.

Bevorzugt ist das weitere Betätigungselement eine, zwischen der Fahrzeugbatterie und dem wenigstens einen Aktor ange- ordnete Schalteinrichtung.

Vorteilhafterweise ist die Schalteinrichtung eine zwei- polige Umschalteinrichtung bzw. ein Taster oder Wipptaster.

Auf diese Weise kann die Stromrichtung im Aktor umgedreht werden, was z. B. in einem Fall erforderlich ist, wenn die Aktoren Gleichstrommotoren aufweisen.

Um die Aktoren bzw. die Motoren und weitere mechanische Einrichtungen vor Überlastung zu schützen, ist bevorzugt, daß das weitere Betätigungselement eine Strombegrenzungs- einrichtung aufweist.

Vorteilhafterweise weist das weitere Betätigungselement ei- ne, insbesondere zeitgesteuerte, Abschalteinrichtung auf, um einen Verschleiß und eine Überlastung der Aktoren und/oder weiterer Komponenten des Systems zu vermeiden.

Um die gesetzlichen Zulassungsbestimmungen für Kraftfahr- zeuge (ECE R13.09) zu erfüllen, ist bevorzugt, daß die Steuereinrichtung mit einer Hilfsbatterie oder einer son- stigen eigenständigen Energieversorgungseinheit gekoppelt ist. Dadurch kann bei einem Ausfall der Energieversorgung die elektrische Feststellbremse weiterhin vom Fahrersitz aus bedient werden.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist zwischen der Steuereinrichtung und dem wenigstens einem Aktor ein erstes Sicherungselement vorgesehen. Insbesondere in Ver- bindung mit wenigstens einem weiteren Sicherungselement, das zwischen dem wenigstens einen weiteren Betätigungsele- ment und dem wenigstens einen Aktor verbunden ist, ergibt sich die, aus Sicherheitsgründen vorteilhafte, Trennung der erfindungsgemäß vorgesehenen Stromkreise im Falle eines Kurzschlusses.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen elektrischen Feststellbremsanlage sind die Sicherungsele- mente vorzugsweise selbstrückstellend. Die Sicherungsele- mente können beispielsweise auf Basis leitender Polymere (z. B. PolySwitch) ausgebildet sein. Ferner könne auch entsprechend gestaltete elektronische Schaltkreise als Si- cherungselemente zum Einsatz kommen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkei- ten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bild- lich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Er- findung, und zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. In den Zeichnun- gen zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer elektrischen Feststellbremsanlage ; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen elektrischen Feststellbremsanlage ; und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Feststellbremsanlage.

Überall in den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszei- chen dieselben bzw. entsprechenden Elemente.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer elektrischen Feststellbremsanlage 1 (EPB = Electric Parking Brake) dar- gestellt. Die elektrische Feststellbremsanlage 1 weist ein erstes Betätigungselement 2 auf, welches mit einer Steuer- einrichtung (Electric Control Unit = ECU) 3 verbunden ist.

Durch die Steuereinrichtung 3 werden die Ansprüche an eine sichere Bedienung unter verschiedenen Fahrzuständen eines Kraftfahrzeugs erfüllt. Über das erste Betätigungselement 2 kann der Fahrer eine Anforderung für eine Betätigung der elektronischen Feststellbremse 1 über die Betätigung bei- spielsweise eines Knopfes, Schalters, Tasters, Wipptasters, usw. angeben. Das erste Betätigungselement 2 kann auch ei- nen analogen Fahrerwunsch abbilden, z. B. mit einem Poten- tiometer oder einer anderen, dazu geeigneten Anordnung. Na- türlich kann anstatt des Betätigungselementes 2 auch ein Anforderungssignal von einer Fahrzeugsteuerung verwendet werden. Durch das erste Betätigungselement 2 kann daher ein Fahrer Eingangssignale an die Steuereinrichtung 3 vorgeben, die anschließend von der Steuereinrichtung 3 in entspre- chende Ausgangssignale umgewandelt werden und an einen oder mehrere Aktor (en) 4 geliefert werden. Die Aktoren 4 weisen beispielsweise elektrische Motoren auf, welche eine übliche Radbremse betätigen. Alternativ können die Aktoren 4 als elektromechanisch betätigte Verriegelungseinrichtungen aus- gebildet sein, welche die Fahrzeugräder im Stillstand des Fahrzeugs blockieren, z. B. wenn der Fahrer das Kraftfahr- zeug verlassen möchte. Über eine schematisch dargestellte Verbindung 5 ist die Steuereinrichtung 3 mit einer (nicht dargestellten) Fahrzeugbatterie, d. h. mit dem elektrischen Bordnetz, verbunden.

In Fig. 2 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Feststellbremsanlage 1 dargestellt. Im Unterschied zu der elektrischen Feststell- bremse gemäß Fig. 1 weist im vorliegenden Ausführungsbei- spiel die Steuereinrichtung 3 einen zusätzlichen, eigen- ständigen Energiespeicher oder eine Hilfsbatterie 10 auf.

Als Hilfsbatterie 10 wird vorzugsweise eine Lithium- Batterie verwendet, wie sie in der Deutschen Patentanmel- dung 197 58 289.3 beschrieben ist. Durch diese Bezugnahme wird der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen. Ferner entnimmt man der Darstellung der Fig. 2, daß ein zweites Betätigung- selement 12 zusätzlich zu dem ersten Betätigungselement 2 vorgesehen ist. Das zweite Betätigungselement 12 ist über eine schematisch dargestellte Verbindung 13 mit der Fahr- zeugbatterie verbunden. Über das zweite Betätigungselement 12 wird ein Fahrerwunsch direkt, d. h. ohne eine Steuerein- richtung, insbesondere nach Art der Steuereinrichtung 3, an einen oder mehrere Aktor (en) 4 geliefert. In Fig. 2 sind zwei Aktoren 4 mit Verbindungen dargestellt. Zwei weitere, optionale Aktoren 4 sind ohne Verbindungen schematisch ge- strichelt angedeutet. Das zweite Betätigungselement 12 ist vorzugsweise als ein Schalter ausgebildet, der zusätzliche Elektronik, insbesondere eine Strombegrenzungsschaltung und/oder eine zeitgesteuerte Abschaltungseinrichtung auf- weist, um die Motoren und die Mechanik vor Überlastung oder Beschädigung zu schützen. Wenn es notwendig ist die Strom- richtung im Aktor 4 umzukehren, z. B. bei Gleichstrommoto- ren, ist das zweite Betätigungselement 12 als zwei-polige Umschalteinrichtung ausgebildet. Durch das zweite Betäti- gungselement 12 ist daher das Bordnetz über einen Schalter direkt bzw. unmittelbar mit den Aktor (en) 4 verbunden.

Bei einem Ausfall des Bordnetzes erfolgt die Energieversor- gung der Steuereinrichtung 3, sowie der Aktoren 4 über die Hilfsbatterie 10 bzw. die eigenständige Energieversorgungs- einrichtung. Ein Signal-/Energiefluß bei ausgefallenem Bordnetz für einen Aktor 4 ist schematisch durch die strichpunktierte Linie A angezeigt. Falls die elektronische Steuereinrichtung 3 und/oder die Kabelverbindungen zur Ka- belversorgung und zu den Aktoren 4, die zusammenfassend auch als Ubertragungseinrichtung bezeichnet werden können, defekt ist, können die Aktoren 4 unmittelbar durch das zweite Betätigungselement 12 angesteuert werden. Ein Si- gnal-/Energiefluß bei ausgefallener Ubertragungseinrich- tung, d. h. unter Umständen einschließlich der Steuerein- richtung 3, für einen Aktor 4 ist schematisch durch die strichpunktierte Linie B angezeigt. Ferner kann auch die Hilfsbatterie 10 oder eine zusätzliche Energieversorgung mit dem weiteren Betätigungselement 12 gekoppelt sein um einem gleichzeitigen Ausfall von Bordnetz und der Ubertra- gungseinrichtung, insbesondere der Steuereinrichtung 3, Rechnung zu tragen. In einem solchen Fehlerfall erfolgt so- mit die Energieversorgung des zweiten Betätigungselementes 12 durch die Hilfsbatterie 10.

In Fig. 3 ist nun ein zweites Ausführungsbeispiel der vor- liegenden Erfindung schematisch dargestellt. Man entnimmt der Fig. 3, daß, in Erweiterung der elektrischen Feststell- bremsanlage gemäß Fig. 2, in den elektrischen Verbindungen zwischen der Steuereinrichtung 3 und dem Aktor 4 ein Siche- rungselement 15 vorgesehen ist. Das Vorsehen des Sicherung- selements 15 in den elektrischen Verbindungen der primären Ubertragungseinrichtung von der Steuereinrichtung 3 zu dem Aktor 4 dient dazu, diese Stromkreise im Falle eines in der Steuereinrichtung 3 vorhandenen Kurzschlusses von der zu- sätzlichen Ubertragungseinrichtung, insbesondere von dem weiteren Betätigungselement 12 zu trennen. Ein weiteres Si- cherungselement 16 ist in der elektrischen Verbindung zwi- schen dem zweiten Betätigungselement 12 und dem Aktor 4 vorgesehen. Es sei bemerkt, daß gemäß dem Ausführungsbei- spiel nach Fig. 3 nur ein Aktor 4 zeichnerisch dargestellt ist. Statt des einen Aktors 4 kann ebenfalls eine Vielzahl von Aktoren 4 vorgesehen sein. Im Fall von mehreren Aktoren 4 ist vorzugsweise eine entsprechende Vielzahl von Siche- rungselementen 15,16 vorgesehen, so daß ein Stromkreis mit Kurzschluß jeweils von den aus Redundanzgründen vorgesehe- nen Ersatzstromkreis bzw. Ersatzstromkreisen entkoppelt wird. Entsprechendes gilt bei Verwendung von mehreren, wei- teren Betätigungselementen 12.

Es sei bemerkt, daß die Sicherungselemente 15,16 als her- kömmliche Schmelzsicherungen ausgebildet sein können. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems werden aber vor- teilhafterweise selbstrückstellende Sicherungselemente, z.

B. auf Basis leitender Polymere (PolySwitch), verwendet.

Ferner können auch entsprechend ausgebildete elektronische Schaltkreise als Sicherungselemente 15,16 zum Einsatz kom- men.

Bezugszeichenliste : 1 elektrische Feststellbremsanlage 2 erstes Betätigungselement 3 Steuereinrichtung 4 Aktor (en) 5 Verbindung 10 Hilfsbatterie oder zusätzlicher Hilfsspeicher 12 zweites bzw. weiteres Betätigungselement 13 Verbindung 15 erstes Sicherungselement 16 zweites bzw. weiteres Sicherungselement A, B strichpunktierte Linien für Signal-/Energiefluß




 
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